DE102012216470B4 - Slit light for a surgical microscope and surgical microscope - Google Patents
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- A61B3/13—Ophthalmic microscopes
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Abstract
Spaltleuchte (1) für ein Operationsmikroskop (30), wobei die Spaltleuchte (1) eine Spaltbeleuchtungseinheit (2) mit einer Spaltbeleuchtungsoptik (22, 19, 20, 21) zur Erzeugung eines Spaltbeleuchtungsstrahlengangs (5, 6) und eine Führungsschiene (3) zur Verschiebung der Spaltbeleuchtungseinheit (2) entlang einer durch die Führungsschiene ausgezeichneten Richtung aufweist,dadurch gekennzeichnet,dass die Führungsschiene (3) zur Verschiebung der Spaltbeleuchtungseinheit (2) entlang einer linearen Richtung (12) ausgebildet ist,dass die Spaltbeleuchtungseinheit (2) um eine Drehachse (13) senkrecht zur dieser linearen Verschieberichtung (12) drehbar an der Führungsschiene (3) befestigt ist, unddass die Spaltbeleuchtungsoptik (22,19, 20, 21) eine Fokussieroptik mit wenigstens einer verschiebbaren Linse (19, 20, 21) umfasst, die den Spaltbeleuchtungsstrahlengang (5, 6) auf einen gewünschten Fokuspunkt (15, 16) fokussiert.Slit lamp (1) for a surgical microscope (30), the slit lamp (1) having a slit illumination unit (2) with slit illumination optics (22, 19, 20, 21) for generating a slit illumination beam path (5, 6) and a guide rail (3) for Has displacement of the slit illumination unit (2) along a direction distinguished by the guide rail, characterized in that the guide rail (3) is designed to displace the slit illumination unit (2) along a linear direction (12), that the slit illumination unit (2) is designed around an axis of rotation (13) is rotatably attached to the guide rail (3) perpendicular to this linear displacement direction (12), and that the slit illumination optics (22, 19, 20, 21) comprise focusing optics with at least one displaceable lens (19, 20, 21) which focuses the slit illumination beam path (5, 6) on a desired focal point (15, 16).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spaltleuchte für ein Operationsmikroskop und ein Operationsmikroskop mit einer solchen Spaltleuchte, wobei die Spaltleuchte eine Spaltbeleuchtungseinheit mit einer Spaltbeleuchtungsoptik zur Erzeugung eines Spaltbeleuchtungsstrahlengangs und eine Führungsschiene zur Verschiebung der Spaltbeleuchtungseinheit entlang einer durch die Führungsschiene ausgezeichneten Richtung aufweist. Operationsmikroskope mit Spaltbeleuchtung werden auch als Operationsspaltlampen bezeichnet.The present invention relates to a slit lamp for a surgical microscope and to a surgical microscope with such a slit lamp, the slit lamp having a slit illumination unit with slit illumination optics for generating a slit illumination beam path and a guide rail for moving the slit illumination unit along a direction defined by the guide rail. Surgical microscopes with slit illumination are also referred to as operating slit lamps.
Stand der TechnikState of the art
Für Augenuntersuchungen verwendete Spaltlampen sind aus dem Stand der Technik seit langem bekannt. Operations- oder Diagnosespaltlampen setzen sich zusammen aus der eigentlichen Spaltleuchte, dem (Stereo-)Mikroskop sowie der Gerätemechanik (Adapter) zur Kopplung von Mikroskop und Spaltleuchte.Slit lamps used for eye examinations have long been known from the prior art. Surgical or diagnostic slit lamps consist of the actual slit lamp, the (stereo) microscope and the device mechanics (adapter) for coupling the microscope and the slit lamp.
Die Spaltleuchte hat die Funktion, ein möglichst helles Spaltbild auf das zu untersuchende Objekt zu erzeugen. Hierzu benutzt man meist das Prinzip der Köhler'schen Beleuchtung, bei der die Lichtquelle durch ein Kollektorsystem in das Objektiv abgebildet wird. Das Objektiv bildet seinerseits den vor der Lichtquelle angeordneten Spalt in die Objektebene ab. Diese Art Beleuchtung liefert unabhängig von der Struktur der Lichtquelle ein sehr homogenes Spaltbild.The function of the slit lamp is to generate the brightest possible slit image on the object to be examined. The principle of Köhler's lighting is usually used for this, in which the light source is imaged into the lens by a collector system. The objective, for its part, images the slit in front of the light source in the object plane. This type of lighting provides a very homogeneous slit image regardless of the structure of the light source.
Als Mikroskop einer solchen Diagnose- bzw. Operationsspaltlampe wird meist ein Stereomikroskop verwendet. Zum Aufbau und zur Funktionsweise von Stereo- oder Operationsmikroskopen sei auf den umfangreichen Stand der Technik verwiesen. Eine Gerätemechanik koppelt die Spaltleuchte mit dem Stereomikroskop. Bei Diagnosespaltlampen wird das Spaltbild mittels Umlenkprismen auf das Objekt (menschliches Auge) gelenkt, während das Stereomikroskop der Spaltleuchte derart „nachgeschaltet“ ist, dass der zwischen Hauptobjektiv des Mikroskops und Objekt (Auge) befindliche Raum zumindest teilweise von der Spaltbeleuchtungseinheit der Spaltleuchte belegt werden kann. Die genannte Gerätemechanik zur Kopplung von Mikroskop und Spaltleuchte erlaubt es, den Spaltbeleuchtungsstrahlengang innerhalb eines bestimmten Winkels um den Beobachtungsstrahlengang zu verschwenken, wobei die Verschwenkebene im wesentlichen durch die Stereobasis des Stereomikroskops einerseits sowie durch die Verbindungslinie der Augen andererseits verläuft. Operationsspaltlampen sind eine Kombination eines Operationsmikroskops mit einer schwenkbaren Spaltbeleuchtung, wobei die Spaltbeleuchtungseinheit unterhalb des Hauptobjektivs am Mikroskopkörper angeordnet sein kann. Eine kreisbogenförmige Führungsschiene erlaubt eine Verstellung der Spaltbeleuchtungseinheit über einen relativ großen Winkel (40° bis 60°), wobei der Mittelpunkt des zugeordneten Kreises im Wesentlichen in dem zu untersuchenden Objekt in der Objektebene liegt.A stereo microscope is usually used as the microscope of such a diagnostic or operating slit lamp. Reference is made to the extensive prior art for the structure and mode of operation of stereo or surgical microscopes. A device mechanism couples the slit lamp with the stereo microscope. In the case of diagnostic slit lamps, the slit image is directed onto the object (human eye) by means of deflection prisms, while the stereomicroscope is “connected” downstream of the slit lamp in such a way that the space between the main objective of the microscope and the object (eye) can be at least partially occupied by the slit illumination unit of the slit lamp . The mentioned device mechanics for coupling the microscope and the slit lamp allows the slit illumination beam path to be pivoted around the observation beam path within a certain angle, the pivoting plane essentially running through the stereo base of the stereomicroscope on the one hand and through the connecting line of the eyes on the other. Operating slit lamps are a combination of a surgical microscope with a pivotable slit illumination, it being possible for the slit illumination unit to be arranged below the main objective on the microscope body. An arc-shaped guide rail allows the slit illumination unit to be adjusted over a relatively large angle (40 ° to 60 °), the center of the associated circle essentially lying in the object plane in the object to be examined.
Bei einer Operationsspaltlampe hängt die Art der Objektbeleuchtung in erster Linie davon ab, ob die vorderen Augenmedien oder die hinteren Augenmedien sichtbar gemacht werden sollen. Sollen die vorderen Augenmedien sichtbar gemacht werden, wird der Spalt so abgebildet, dass zwischen Beobachtungs- und Beleuchtungsachse ein möglichst großer Winkel besteht, ein Lichtschnitt in den vorderen Augenabschnitt gelegt wird und der Augenhintergrund dunkel bleibt. Bereiche jenseits der Linse bis hin zur Retina des Auges werden hingegen häufig im Regredientenlicht (Rotreflex) betrachtet. Hier wird die Objektstruktur im Durchlicht-Rotlicht beobachtet und somit durch Absorptionsunterschiede erkannt. Das Rotlicht selbst wird durch Direktreflexion an Flächen der Linse oder dem Fundus (Retina) erzeugt. Hierzu ist der Winkel zwischen Beobachtungs- und Beleuchtungsachse möglichst gering zu halten.In the case of an operating slit lamp, the type of object illumination primarily depends on whether the anterior eye media or the posterior eye media are to be made visible. If the anterior eye media are to be made visible, the gap is mapped in such a way that the largest possible angle exists between the observation and illumination axes, a light section is placed in the anterior segment of the eye and the fundus remains dark. Areas beyond the lens to the retina of the eye, on the other hand, are often viewed in regredient light (red reflex). Here, the object structure is observed in transmitted light red light and thus recognized by differences in absorption. The red light itself is generated by direct reflection on surfaces of the lens or the fundus (retina). For this purpose, the angle between the observation and illumination axes must be kept as small as possible.
Aus der
Aus der
Aus der
Aus der US 2010 / 0 328 608 A1 ist ein Stereomikroskop mit einer Spaltlampe zur Augenuntersuchung bekannt.A stereo microscope with a slit lamp for examining the eyes is known from US 2010/0328608 A1.
Bei bisher bekannten Operationsspaltlampen ist - wie bereits erwähnt - die Spaltbeleuchtungseinheit an einem Kreisbogensegment, dessen Radius mit der Arbeitsdistanz (WD = Working Distance) des Mikroskops übereinstimmt, aufgehängt. Durch Verschiebung der Beleuchtungseinheit lassen sich somit verschiedene Beleuchtungswinkel einstellen. Ändert sich jedoch die Arbeitsdistanz bei Objektivwechsel und/oder Einstellen einer anderen Vergrößerung (beispielsweise durch Varioobjektiv), muss das Kreisbogenelement mit der kompletten Beleuchtungseinheit ausgetauscht werden. Zu jedem Arbeitsabstand (typischerweise 175, 200 oder 225 mm) wären somit eigene Spaltbeleuchtungseinheiten nötig.In previously known operating slit lamps - as already mentioned - the slit illumination unit is suspended from a circular arc segment, the radius of which corresponds to the working distance (WD) of the microscope. By shifting the lighting unit, different lighting angles can thus be set. However, if the working distance changes when the objective is changed and / or when a different magnification is set (for example using a varifocal objective), the circular arc element with the complete lighting unit must be replaced. Separate slit lighting units would therefore be required for each working distance (typically 175, 200 or 225 mm).
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spaltleuchte und ein Operationsmikroskop mit einer solchen Spaltleuchte anzugeben, bei denen eine einfache Anpassung der Spaltbeleuchtung an verschiedene Arbeitsdistanzen möglich ist.The present invention is therefore based on the object of specifying a slit lamp and a surgical microscope with such a slit lamp in which the slit illumination can be easily adapted to different working distances.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Spaltleuchte sowie durch ein Operationsmikroskop mit einer solchen Spaltleuchte gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung.This object is achieved by a slit lamp and by a surgical microscope with such a slit lamp according to the features of the independent patent claims. Preferred configurations are the subject of the respective subclaims and the following description.
Die gattungsgemäße Spaltleuchte ist erfindungsgemäß dadurch ausgezeichnet, dass die Führungsschiene zur Verschiebung der Spaltbeleuchtungseinheit entlang einer linearen Richtung ausgebildet ist, und dass die Spaltbeleuchtungseinheit um eine Drehachse senkrecht zu dieser linearen Verschieberichtung drehbar an der Führungsschiene befestigt ist, um aus der gewählten Position entlang der Führungsschiene den Spaltbeleuchtungsstrahlengang auf einen gewünschten Ort in der Objektebene eines Operationsmikroskops zu richten. Hierzu ist es vorteilhaft, wenn die Spaltbeleuchtungseinheit um eine Drehachse drehbar ist, die senkrecht auf eine Ebene steht, die von dem gewünschten Ort in der Objektebene des Mikroskops und einer zur linearen Verschieberichtung parallelen Gerade aufgespannt wird. Im Koordinatensystem des Mikroskops ausgedrückt bedeutet dies, dass die Drehachse senkrecht auf eine Ebene steht, die ihrerseits senkrecht auf die Objektebene steht. Letztere Ebene kann insbesondere durch den Fokus des Mikroskops verlaufen und die Hauptachse des Mikroskopobjektivs enthalten.The generic slit lamp is characterized according to the invention in that the guide rail is designed to move the slit illumination unit along a linear direction, and that the slit illumination unit is attached to the guide rail so as to be rotatable about an axis of rotation perpendicular to this linear displacement direction in order to move from the selected position along the guide rail To direct slit illumination beam path to a desired location in the object plane of a surgical microscope. To this end, it is advantageous if the slit illumination unit can be rotated about an axis of rotation that is perpendicular to a plane that is spanned by the desired location in the object plane of the microscope and a straight line parallel to the linear displacement direction. Expressed in the coordinate system of the microscope, this means that the axis of rotation is perpendicular to a plane which in turn is perpendicular to the object plane. The latter plane can in particular run through the focus of the microscope and contain the main axis of the microscope objective.
Die erfindungsgemäße Spaltleuchte ermöglicht, die Spaltbeleuchtung auf unterschiedliche Arbeitsabstände einzurichten, ohne dass große mechanische Umbauarbeiten, etwa der Austausch einer kreisbogenförmigen Führungsschiene o.ä., notwendig wären. Zur Anpassung an unterschiedliche Arbeitsabstände ist die Spaltbeleuchtungseinheit lediglich in linearer Richtung entlang der Führungsschiene zu verschieben und anschließend durch Drehung um ihre Drehachse geeignet auszurichten, so dass der Spalt an der gewünschten Stelle im Objektraum abgebildet wird. Somit weist die Spaltbeleuchtungseinheit einer erfindungsgemäßen Spaltleuchte einen translatorischen Freiheitsgrad (x) und einen rotatorischen Freiheitsgrad (β) auf. Verstellungen gemäß diesen Freiheitsgraden können manuell oder bevorzugt motorisch gesteuert vorgenommen werden.The slit lamp according to the invention enables the slit illumination to be set up at different working distances without major mechanical modifications, such as the replacement of a circular guide rail or the like, being necessary. To adapt to different working distances, the gap lighting unit only needs to be moved in a linear direction along the guide rail and then suitably aligned by rotating around its axis of rotation so that the gap is mapped at the desired location in the object space. The slit lighting unit of a slit lamp according to the invention thus has a translational degree of freedom (x) and a rotational degree of freedom (β). Adjustments according to these degrees of freedom can be carried out manually or, preferably, controlled by a motor.
Während bisher das Arbeiten mit einer Spaltleuchte auf einen bestimmten Arbeitsabstand („Working Distance“, WD, von beispielsweise 200 mm) beschränkt war, können mit der erfindungsgemäßen Spaltleuchte unterschiedliche Arbeitsabstände realisiert werden. In der Regel bedingt eine Änderung des Arbeitsabstandes auch eine Fokusänderung des fokussierten Spaltbildes, weshalb die Spaltbeleuchtungsoptik erfindungsgemäß eine Fokussieroptik aufweist, die den Spaltbeleuchtungsstrahlengang auf den jeweils gewünschten Fokuspunkt fokussiert.While working with a slit lamp was previously limited to a certain working distance (“Working Distance”, WD, of, for example, 200 mm), different working distances can be realized with the slit lamp according to the invention. As a rule, a change in the working distance also causes a change in the focus of the focused slit image, which is why the slit illumination optics according to the invention have focusing optics which focus the slit illumination beam path on the respectively desired focus point.
Es ist vorteilhaft, wenn zur Verschiebung der Spaltbeleuchtungseinheit entlang der Führungsschiene und/oder zur Drehung der Spaltbeleuchtungseinheit um die Drehachse (jeweils) ein motorischer Antrieb vorhanden ist. Für einen bestimmten Arbeitsabstand (WD) können beide Bewegungen, nämlich die Translation und die Rotation, miteinander gekoppelt werden. Zusätzlich können die Drehbewegung und die Anpassung des Fokus durch die Fokussieroptik mit Hilfe einer Steuereinheit direkt motorisch angesteuert werden. Auf diese Weise kann eine Steuereinheit für einen bestimmten Arbeitsabstand sowohl die Drehbewegung als auch die Fokusanpassung in Abhängigkeit von der Lage (x) in linearer Richtung der Führungsschiene steuern. Eine solche Steuerung lässt sich für verschiedene Arbeitsabstände realisieren. Verschiedene Arbeitsabstände sind bedingt durch einen Objektivwechsel oder durch eine Vergrößerungsänderung an einem Varioobjektiv.It is advantageous if there is a motor drive (in each case) to move the slit illumination unit along the guide rail and / or to rotate the slit illumination unit about the axis of rotation. For a certain working distance (WD), both movements, namely translation and rotation, can be coupled with one another. In addition, the rotary movement and the adjustment of the focus by the focusing optics can be controlled directly by a motor using a control unit. In this way, a control unit can control both the rotary movement and the focus adjustment for a specific working distance as a function of the position (x) in the linear direction of the guide rail. Such a control can be implemented for different working distances. Different working distances are caused by changing the lens or changing the magnification on a varifocal lens.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Operationsmikroskop mit einer erfindungsgemäßen Spaltleuchte, wie sie oben beschrieben ist. Operationsmikroskope sind hinreichend aus dem Stand der Technik bekannt. Die lineare Verschieberichtung der Spaltbeleuchtungseinheit verläuft insbesondere parallel zur Objektebene des Mikroskops.The invention further relates to a surgical microscope with a slit lamp according to the invention, as described above. Surgical microscopes are sufficiently known from the prior art. The linear displacement direction of the Slit illumination unit runs in particular parallel to the object plane of the microscope.
Die Spaltbeleuchtungsoptik umfasst erfindungsgemäß eine Fokussieroptik, die vorzugsweise mit einer ersten Steuereinheit verbunden ist, um abhängig von einem Arbeitsabstand am Mikroskop und/oder abhängig von einer linearen Verschiebung der Spaltbeleuchtungseinheit den Spaltbeleuchtungsstrahlengang auf die Objektebene des Mikroskops zu fokussieren.According to the invention, the slit illumination optics comprise focusing optics, which are preferably connected to a first control unit, in order to focus the slit illumination beam path on the object plane of the microscope depending on a working distance on the microscope and / or depending on a linear displacement of the slit illumination unit.
Weiterhin ist die Spaltbeleuchtungseinheit vorteilhafterweise mit einer zweiten Steuereinheit verbunden, um durch entsprechende Drehung der Spaltbeleuchtungseinheit um ihre Drehachse den Spaltbeleuchtungsstrahlengang in Richtung Fokus des Mikroskops zu richten. Anstelle des Fokus des Mikroskops kann auch eine beliebige andere Stelle in der Objektebene ausgezeichnet werden, auf die das fokussierte Spaltbild zu liegen kommen soll.Furthermore, the slit illumination unit is advantageously connected to a second control unit in order to direct the slit illumination beam path in the direction of the focus of the microscope by rotating the slit illumination unit accordingly about its axis of rotation. Instead of the focus of the microscope, any other point in the object plane can also be marked on which the focused slit image should come to lie.
Vorteilhafterweise sind die besagte erste und zweite Steuereinheit gemeinsam in einer einzigen Steuereinrichtung implementiert.Said first and second control units are advantageously implemented jointly in a single control device.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further advantages and configurations of the invention emerge from the description and the accompanying drawing.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The invention is shown schematically in the drawing using an exemplary embodiment and is described in detail below with reference to the drawing.
FigurenlisteFigure list
-
1 zeigt eine schematische Vorderansicht einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Spaltleuchte;1 shows a schematic front view of an embodiment of a slit lamp according to the invention; -
2 zeigt schematisch eine Seitenansicht der Spaltleuchte aus1 mit der Spaltbeleuchtungseinheit mit ihrer Spaltbeleuchtungsoptik; und2 shows schematically a side view of the slit lamp from FIG1 with the slit illumination unit with its slit illumination optics; and -
3 zeigt eine Ausführungsform eines Operationsmikroskops mit einer Spaltleuchte in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.3 shows an embodiment of a surgical microscope with a slit lamp in an embodiment according to the invention.
Die Figuren werden im folgenden übergreifend behandelt. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente.The figures are treated comprehensively in the following. The same reference numbers denote the same elements.
Aus
Ein motorischer Antrieb zur Verschiebung der Spaltbeleuchtungseinheit
Um mit unterschiedlichen Arbeitsabständen
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- SpaltleuchteSlit lamp
- 22
- SpaltbeleuchtungseinheitSlit lighting unit
- 33
- FührungsschieneGuide rail
- 44th
- motorischer Antriebmotor drive
- 55
- erster Spaltbeleuchtungsstrahlengangfirst slit illumination beam path
- 66th
- zweiter Spaltbeleuchtungsstrahlengangsecond slit illumination beam path
- 77th
- EncoderEncoder
- 88th
- erste Fokuslängefirst focus length
- 99
- zweite Fokuslängesecond focus length
- 1010
- erster Arbeitsabstandfirst working distance
- 1111
- zweiter Arbeitsabstandsecond working distance
- 1212
- lineare Verschieberichtunglinear displacement direction
- 1313
- DrehachseAxis of rotation
- 1414th
- Aufhängungsuspension
- 1515th
- erster Fokuspunktfirst focus point
- 1616
- zweiter Fokuspunktsecond focus point
- 1717th
- erste Objektebenefirst object level
- 1818th
- zweite Objektebenesecond object level
- 1919th
- Linse der SpaltbeleuchtungsoptikLens of the slit illumination optics
- 2020th
- Linse der SpaltbeleuchtungsoptikLens of the slit illumination optics
- 2121st
- Linse der SpaltbeleuchtungsoptikLens of the slit illumination optics
- 2222nd
- Lichtquelle der SpaltbeleuchtungsoptikLight source of the slit illumination optics
- 2323
- UmlenkprismaDeflection prism
- 3030th
- OperationsmikroskopSurgical microscope
- 3131
- Adapteradapter
- 3232
- TubusTube
- 3333
- HauptobjektivMain lens
- 3434
- BeobachtungsstrahlengangObservation beam path
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